專(zhuān)利名稱(chēng)：利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的方法。
背景技術(shù)：
硼泥是用硼鎂石礦生產(chǎn)硼砂的固體廢渣，堿性極強(qiáng)，污染環(huán)境嚴(yán)重，使土地鹽堿草枯樹(shù)死，莊稼絕收。分析化驗(yàn)表明，除硅砂外，硼泥主要是含堿式碳酸鎂，氧化鎂和輕氧化鎂構(gòu)成。以氧化鎂計(jì)，一般含量都能達(dá)到35％-42％，接近于純菱鎂礦石，比白云石中的鎂含量高一倍多，因此硼泥可以作為再生資源高值化利用。目前，國(guó)內(nèi)，外還沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的工業(yè)生產(chǎn)的方法。國(guó)內(nèi)所有的氧化鎂單晶生產(chǎn)的原料大都是采用菱鎂礦石或白云石燒制的氧化鎂來(lái)生產(chǎn)，國(guó)外如日本公開(kāi)特許公報(bào)，11-349399，1999.12-21.及Toteho公司已有產(chǎn)品出售都是采用海水鎂來(lái)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的方法。
該方法首先可獲得初級(jí)產(chǎn)品透明碳酸鎂和中間產(chǎn)品氧化鎂，指標(biāo)均大于工業(yè)特級(jí)；最終產(chǎn)品氧化鎂單晶，純度高于99.8％。
本發(fā)明是將硼泥作為非金屬礦原料，經(jīng)輕燒、通入二氧化碳、攪拌、加壓、過(guò)濾，通過(guò)控制不同溫度獲得氧化鎂粉，再壓密成球，用于生長(zhǎng)單晶。其工藝簡(jiǎn)單，不需要任何催化劑。即將硼泥中不溶解于水的氧化鎂等沉淀加水和二氧化碳作用轉(zhuǎn)變生成碳酸氫鎂水溶液，分離除去固體殘?jiān)螅芤涸俳?jīng)過(guò)成品作凈化劑凈化后，進(jìn)行蒸煮即得到堿式碳酸鎂沉淀。再加工成氧化鎂成品，最后壓密成球，用于生長(zhǎng)氧化鎂單晶。
本發(fā)明的工藝過(guò)程如下將硼泥經(jīng)300-600℃輕燒處理后，以1∶10-20的固液比，液體為，在壓力罐中混合，通入來(lái)自石灰窯的二氧化碳?xì)?，濃度?0-35％，攪拌1.5-4小時(shí)，壓力0.5-1.5Mp，過(guò)濾，加入成品凈化劑凈化后的水溶液，控制溫度80-120℃生成白色碳酸鎂沉淀，烘干后，再于100-200℃燒結(jié)成氧化鎂粉，將氧化鎂粉壓密成球，純度達(dá)99％-99.8％；直接填入到單晶生長(zhǎng)爐中生長(zhǎng)晶體，單晶生長(zhǎng)采用弧熔法進(jìn)行，在16000-2000KVA控制熔融溫度3000℃±20℃，獲得50×50mm尺寸的晶體并且該晶體在紫外、紅外、可見(jiàn)光范圍透過(guò)率接近70-85％。
經(jīng)工業(yè)性試驗(yàn)證明本項(xiàng)生產(chǎn)方法不僅適用于新建廠，更適用于關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)的硼砂廠的設(shè)備來(lái)生產(chǎn)及轉(zhuǎn)產(chǎn)。
本發(fā)明的工藝方法采用硼泥直接碳化法及弧熔法進(jìn)行，制備成本低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益高。由于硼泥直接碳化不需要加堿或石灰等等量試劑去改變硼泥的鎂鹽結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)和廢棄物量少，有利于獲得高質(zhì)量的單晶，是十分清潔的工藝；輕燒技術(shù)與加水和通氣相結(jié)合，增強(qiáng)了硼泥的消化與水化特性，增加氧化鎂的活性具體實(shí)施方式
實(shí)施例1將硼泥在300℃輕燒處理后以1∶10的固液比，在2立方米壓力罐中混合通入二氧化碳?xì)怏w，攪拌1.5小時(shí)，壓力1Mp，過(guò)濾，凈化后的水溶液于80℃加熱蒸煮，生成白色碳酸鎂沉淀，將沉淀于850℃燒結(jié)后制得輕質(zhì)氧化鎂粉50公斤，純度達(dá)99.8％。用此粉200公斤經(jīng)壓密后填入晶體生長(zhǎng)爐中，用調(diào)壓器控制溫度接近3000℃，并保持恒溫，使原料處于熔融狀態(tài)，持續(xù)1-5個(gè)小時(shí)后，以30-50℃/10min的速度緩慢降溫，生長(zhǎng)單晶0.34Kg.性能很好。
實(shí)施例2將硼泥在500℃輕燒處理后以1∶15的固液比，在5立方米壓力罐中混合通入二氧化碳?xì)怏w，攪拌2.5小時(shí)，壓力0.8Mp，過(guò)濾，凈化后的水溶液加熱90℃生成白色碳酸鎂沉淀，將沉淀于700℃加熱，最終加熱到850后制得輕質(zhì)氧化鎂125公斤，純度達(dá)99.5％。用此粉200公斤經(jīng)壓密成球后，填入晶體生長(zhǎng)爐中，具體工藝同實(shí)施例1，獲得單晶0.30kg。晶體有個(gè)別氣泡，性能好。
實(shí)施例3將硼泥在600℃輕燒處理后以1∶20的固液比，在18立方米壓力罐中混合通入二氧化碳?xì)怏w，攪拌4小時(shí)，壓力0.5Mp，過(guò)濾，凈化后的水溶液加熱95℃生成白色碳酸鎂沉淀，將沉淀于700℃加熱，最終加熱到850后制得輕質(zhì)氧化鎂200公斤。純度達(dá)99.3％。用此粉200公斤生長(zhǎng)單晶，工藝實(shí)施例1，獲的晶體0.28Kg。晶體氣泡有增加，切割損失較大，產(chǎn)量降低。
實(shí)施例4將硼泥在600℃輕燒處理后以1∶20的固液比，在18立方米壓力罐中混合通入二氧化碳?xì)怏w，攪拌4小時(shí)，壓力0.5Mp，過(guò)濾，凈化后的水溶液加熱95℃生成白色碳酸鎂沉淀，將沉淀于700℃加熱，最終加熱到850后制得輕質(zhì)氧化鎂200公斤。純度達(dá)99.0％。用此粉200公斤生長(zhǎng)單晶，工藝實(shí)施例1，獲的晶體0.20Kg。晶體氣泡有增加，切割時(shí)損失較大，產(chǎn)量降低。晶體透過(guò)率稍差。
權(quán)利要求
1.一種利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的方法，將硼泥經(jīng)300-600℃輕燒處理后，以1∶10-20的固液比，液體為水，在壓力罐中混合，通入來(lái)自石灰窯的二氧化碳?xì)?，濃度?0-35％，攪拌1.5-4小時(shí)，壓力0.5-1.5Mp，過(guò)濾，加入成品凈化劑凈化后的水溶液，控制溫度80-120℃生成白色碳酸鎂沉淀，烘干后，再于100-200℃燒結(jié)成氧化鎂粉，將氧化鎂粉壓密成球，純度達(dá)99％-99.8％；直接填入到單晶生長(zhǎng)爐中生長(zhǎng)晶體，在16000-2000KVA控制熔融溫度3000℃±20℃。
全文摘要
本發(fā)明屬于利用硼泥生產(chǎn)氧化鎂單晶的方法。將硼泥作為非金屬礦原料，經(jīng)輕燒、通入二氧化碳、攪拌、加壓、過(guò)濾，通過(guò)控制不同溫度獲得氧化鎂粉，再壓密成球，純度達(dá)99％－99.8％；直接填入到單晶生長(zhǎng)爐中生長(zhǎng)晶體，在16000－2000KVA控制熔融溫度3000℃±20℃，用于生長(zhǎng)單晶。獲得50×50mm尺寸的晶體并且該晶體在紫外、紅外、可見(jiàn)光范圍透過(guò)率接近70－85％。
文檔編號(hào)C01F5/00GK1546746SQ20031011594
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者王嵐, 周志潔, 趙偉, 劉雅言, 郝先, 王 嵐 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所